خرگوش دریایی در خدمت انسان

از دیرباز، از اجزای موجودات زنده دریایی در چین، هندوستان، خاور نزدیك و اروپا برای مقاصد پزشكی استفاده می كرده اند. برای مثال، برخی جلبك های دریایی برای معالجه ورم، مشكلات قاعدگی، ناراحتی های معدی و روده ای، دمل و سرطان كاربرد داشته است. طرفداران بقراط گزارش كرده اند كه از آب نرم تنان گوناگون معمولاً به عنوان ملین استفاده می شود. از اجزای به دست آمده از خرگوش دریایی، «اپلیژیا» به عنوان داروی ازاله مو و از عصاره به دست آمده از غشای پوششی شكم پایان در عطرها و بخورها بهره می گرفتند. از آن زمان، دانشمندان پی برده اند كه بسیاری از این موارد درمان كننده، دارای تركیبات مؤثری هستند. تلاش های فراوانی نیز برای بررسی عوامل فعال آن ها صورت می گیرد.
از مدت ها پیش، موجودات دریایی به عنوان موجوداتی شناخته شده مطرح بودند كه حاوی داروهای ناشناخته و جدیدی بوده و اغلب به دلیل شرایط محیطی، مختص همان مناطق هستند. سازگاری ویژه به نیروهای بسیار یونی، نور كم، دمای پایین و فشار، سبب شده تا تركیبات منحصر به فردی از این موجودات زنده به دست بیاید. برای مثال، تركیبات هالوژن دار (برم و ید) با غلظت بالای آنها در آب دریا، جزو تركیبات سوخت و سازی موجودات دریایی به شمار می آیند. به علاوه، بسیاری از موجودات زنده، تركیباتی می سازند كه از خود، نور ساطع می كنند. اگرچه علم توجه خود را به موجودات دریایی مشهود تر و فراوان تر همچون جلبك های دریایی و بی مهرگان معطوف كرده، اما موجودات میكروسكوپی نیز به دلیل مسیرهای سوخت و سازی منحصر به فرد، دارای مواد جدیدی هستند.
پیشرفت های اخیر در مهندسی ژنتیك و فناوری جداسازی مواد شیمیایی، بررسی و پیشرفت داروهای دریایی جدید را تسهیل كرده است. اما با وجود تلاش های فراوان، تنها داروی كمی در نتیجه این مطالعات نظام مند موجودات دریایی به بازار عرضه شده است. عدم توسعه داروهای دریایی، به علت مشكلات متعدد، نظیر جمع آوری، كشت و جداسازی اجزای مؤثر در داروسازی است. مهم تر این كه پیشرفت داروسازی، نیازمند صرف زمان بسیار و هزینه های كلان است. برآوردهای فعلی نشان می دهند كه بازدهی یك فرآیند كامل، دست كم، ۱۰ سال به طول می انجامد كه بخش عمده ای از آن برای كسب مجوز از سازمان های ذیربط صرف می شود. همچنین بیش از ۵۰ میلیون دلار هزینه دربردارد. به علت ماهیت این نوع سرمایه گذاری مالی، در حال حاضر، شمار اندكی از شركت های داروسازی به دنبال استفاده از داروهای دریایی هستند. در نتیجه، تنها از معدودی داروهای برگرفته از موجودات دریایی، بیشتر استفاده می شود. در حالی كه تركیبات حاصل از موجودات زنده خشكی، منشاء تقریباً نیمی از داروهایی است كه هم اكنون مصرف می شوند. بسیاری از تركیبات دریایی از لحاظ داروشناختی فعال هستند، نظیرشان در موجودات خشكی یافت نمی شود بنابراین، نماینده گروه جدیدی از داروهای ناشناخته هستند. برخی از آنان در آزمایشگاه به عنوان آنتی بیوتیك به كار می روند. در حالی كه برخی دیگر ظاهراً دارای تأثیر ضد توموری، ضد انعقادی، ضد ویروسی، ضد زخم، تسكینی، ضد چربی، مهار قلبی، محرك یا مهاركننده سیستم ایمنی هستند. عده ای از آنها در حال حاضر به عنوان قارچ كش و حشره كش یا به عنوان افزودنی های غذایی و آرایشی به كار می روند. یك كاربرد پزشكی جالب و جدید استفاده از اجزای بندهای برخی موجودات دریایی برای چسباندن استخوان ها و دندان های مصنوعی است.
●كشت و توسعه داروهای دریایی
یك محصول طبیعی بالقوه باید مراحل پژوهشی و آزمایشی را پشت سربگذارد تا بتوان آن را به بازار عرضه كرد. از آن جا كه موجودات زنده دریایی بسیار زیادند، باید از شیوه هایی استفاده كرد تا بتوان موجودات دارای مواد دارویی فعال تر را ارزیابی و درباره آنها پژوهش كرد. مرحله ابتدایی بررسی معمولاً به مشاهدات محیطی از رفتار و تأثیرات متقابل در بین موجودات دریایی كه در محیط طبیعی قرار دارند، مربوط می شود.
برای مثال، چند گروه از موجودات دریایی كه در وهله اول به نظر بی دفاع می رسند، شكارگران خوبی هستند. این گروه، شامل بی مهرگان چسبنده، مثل تونیكا، مرجان نرم و اسفنج های خاص هستند. این موجودات، تركیبات شیمیایی را برای دفاع تولید می كنند، كه از نظر دارویی فعالند. برای مثال، نرم تنان بدون صدف، به ویژه خرگوش های دریایی، مدت ها به علت مواد سمی شان معروف بودند. این تركیبات، درواقع، توسط جلبك های قرمزی كه خوراك خرگوش های دریایی هستند، ساخته می شوند. از آن جا كه این مواد سمی در فرآیند سوخت و ساز به طور فعال وارد نمی شوند، در بافت های خرگوش دریایی متمركز شده و موجب می شوند كه این بی مهرگان به مذاق شكارگران بدمزه بیایند. این وابستگی به تركیبات سوخت و سازی در زندگی گیاهان و جانوران دریایی معمول است.
نمونه های رشد نامعمول در موجودات خاص دریایی نیز نشان دهنده وجود تركیبات دارویی فعال است. برای مثال، در جاهایی كه دو موجود زنده برای به دست آوردن یك طعمه رقابت می كنند، ممكن است یكی از آنها با ترشح ماده شیمیایی دافع، دیگری را مغلوب كند. به دلیل این كه مواد دارویی فعال، وسیله ای برای ارتباط شیمیایی فراهم می كنند، آنها در همزیستی نیز مشاركت دارند. همچنین موجوداتی كه عاری از عفونت های باكتریایی هستند یا سرطانی نمی شوند، احتمالاً تركیبی هستند كه دارای ویژگی آنتی بیوتیكی یا ضد توموری هستند.
به محض این كه یك موجود زنده برای مطالعه و بررسی انتخاب شد، شیمیدان مواد طبیعی باید بداند اهمیت كدام یك از مواد و اجزای این موجود افزون تر است. بدین منظور، انواع مختلفی از تركیبات را از موجودات زنده استخراج می كنند. معمولاً این كار را با قرار دادن بافت در حلال هایی كه دارای قطبیت های گوناگونی هستند، انجام می دهند. سپس قطعات بافت ها برای فعالیت دارویی ارزیابی می شوند. برخی از این آزمایش ها، مثل آزمایشاتی كه برای سنجش آنتی بیوتیك ها به كار می روند، دارای سرعت زیاد و مقرون به صرفه هستند و می توان آنها را در محل كار نیز انجام داد، در حالی كه آزمایشاتی كه در فعالیت های ضد سرطانی به كار می روند نیاز به تجهیزات پیچیده، آزمایش بر روی حیوانات و زمان زیاد دارند.
آزمایش ها نشان داده اند كه بیش از ۱۰ درصد از موجودات دریایی حاوی مواد مسموم كننده سلولی هستند كه معادل ۲ تا ۳ درصد مواد سمی است كه در گونه های خشكی یافت می شود. این تركیبات احتمالاً در بی مهرگان بیش از جلبك های دریایی، در بی مهرگان بی حركت بیش از بی مهرگان متحرك و در گونه های مناطق گرمسیری بیش از جلبك های دریایی هستند. با این كه سمی بودن نشانه فعالیت بالقوه دارویی است، اما سموم دریایی معمولاً برای استفاده از دارو زیاد مناسب نیستند. زیرا معمولاً خیلی قوی و خطرناكند. از سوی دیگر، ثابت شده كه آنها در مواردی به عنوان تركیبات نمونه در بررسی سازوكارهای بیوشیمیایی و سوخت و ساز مواد كمتر سمی، مفید واقع می شوند.
اگر یك قطعه بافت، فعالیت فیزیولوژیكی نشان دهد، مرحله بعدی در ساخت دارو، جداسازی و شناسایی ماده یا مواد فعال آن بافت است. این كار، نیازمند مقادیر زیادی از عصاره بافتی و بنابراین جمع آوری موجودات زنده دریایی در حجم گسترده است. از آن جا كه تنها ارگان های فعال باید در مقادیر زیاد جمع آوری شوند، از نظر بوم شناختی بهتر آن است كه انتخاب موجودات به صورت غربالی و در محل تجمع صورت پذیرد. تفكیك و شناسایی تركیبات كار مشكلی است، زیرا بیشتر این مولكول ها دارای ساختمان بزرگ و پیچیده هستند. از آن جا كه بسیاری از این تركیبات در دماهای بالا ناپایدار هستند، با فنونی چون كروماتوگرافی مایع با كارآیی بالا بهتر از كورماتوگرافی گازی تفكیك می شوند. جزئیات ساختاری این تركیبات معمولاً به وسیله دستگاه های طیف سنجی عوامل شیمیایی تعیین می شود. اما تجزیه و تحلیل طیف ها نیاز به مهارت ویژه دارد.
تمام موادی كه در ایالات متحده به عنوان دارو به فروش می رسند، باید به تأیید مسئولان داروسازی ملی برسند. این امر، مستلزم این است كه ماده بر روی حیوانات آزمایش شود. اگر هیچ تأثیر جانبی نامطلوب مشاهده نشود و اثرات شفابخش قابل توجهی دیده شود، این آزمایش ها را بر روی انسان انجام می دهند. بررسی اثرات درازمدت این فرآیند سال ها به طول می انجامد. همچنین باید بهترین شیوه استفاده و مقدار استعمال دارو نیز تعیین شود.
اگر ماده مورد تأیید واقع شود، مهندسان شیمی شیوه هایی را كه از نظر اقتصادی مؤثرند برای تولید آن انتخاب می كنند و دارو به وسیله این شیوه ها ساخته می شود. آخرین گام در ساخت دارو، ارزیابی در مورد نیاز به بازار دارو است. اگر سازنده نتواند سود كافی به دست آورد، به بازار عرضه نمی شود.
كاربرد فن آوری های جدید كه به مهندسی ژنتیك مرتبط است، توسط كاربری محصولات طبیعی را احتمالاً افزایش خواهد داد. این فن آوریها همچنین به احتمال زیاد امكان موفقیت در كشت محصولات دریایی و نیز موفقیت در مقابله با آلودگی دریایی را افزایش خواهد داد. برای مثال، از باكتری به دست آمده از طریق مهندسی ژنتیك برای تولید بیومولكول ها مقدار زیاد استفاده می شود. همچنین با تكثیر غیرجنسی، پیشرفت های عمده ای در كشت محصولات دریایی نیز حاصل خواهد شد. مهندسی ژنتیك با كمك به پیشرفت آنتی سرم ها و واكسن ها همچنین می تواند بر بیماری های ماهیان فایق آید. ارتباطات تكاملی در بین گونه ها را می توان با طراحی (DNA) ارزیابی كرد. ساختارهای جمعیتی طبیعی را می توان با تحلیل ژنتیك، بررسی كرد. كشت سلول های سرطانی نیز می تواند در شناسایی، تفكیك و مشخص نمودن موادی كه از نظر فیزیولوژیك فعال هستند، مثل سموم، سودمند واقع شود.
بسیاری از باكتری های دریایی، مسیرهای سوخت وسازی منحصر به فردی دارند، مثل باكتری هایی كه در تجمع فلز، ته نشست مواد معدنی، تغذیه خود به خود و تأمین نور از خود و ساخت فرمول های غیرعادی مواد دخیل هستند. بنابراین، این ریزسازواره ها، حاوی ژن های منحصر به فردی هستند كه می توان از آنها در پرورش موجودات زنده استفاده كرد. به ویژه قابلیت اكسیداسیون سولفید توسط برخی از باكتری های دریایی می تواند در پرورش میكروب هایی كه می تواند به تجزیه فاضلاب ها كمك كنند، مفید باشد.
همچنین می توان از ژن های جلبك های بزرگ مدخل رودخانه برای پرورش گیاهان خشكی زی مقاوم در برابر نمك استفاده كرد. ریزسازواره هایی كه می توانند مواد را به طور انتخابی تجزیه كنند، نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال، با استفاده از آنها می توان زباله هایی را كه به اقیانوس ریخته می شوند، تجزیه كرد. همچنین به نظر می رسد كه مهندسی ژنتیك بتواند سازواره هایی بسازد كه می توانند موادتسكین دهنده درد و مواد شیمیایی دیگری تولید كنند. مهندسی ژنتیك همچنین می تواند سازواره هایی بسازد كه در صنایع غذایی دریایی، مثل مصرف بقایای جانداران، مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال، لكتین دارای اسید های آمینه بسیار زیادی است و از نظر محیط كشت میكروبی، پروتئینی است كه به عنوان محیط مغذی كاربرد دارد.
كربوهیدرات ها
دیواره سلولی و لعاب جلبك های دریایی بزرگ از كربوهیدرات ها تشكیل شده است. از برخی از این تركیبات برای مقاصد دارویی و افزودنی های غذایی استفاده می شود. آنها حاوی آگار، اسید آلژینیك، آلژین، سولفات لایمن ریا و كرانمین هستند.
آگار، آلژنییك و آژینات ها مورد استفاده فراوانی در پایدارسازی مواد غذایی دارند. همچنین در صنایع نساجی به عنوان چسب به كار می روند. آگار یك ماده لعاب دار است كه ابتدا از دو گونه جلبك قرمز، یعنی ژلیدیوم و گراسیلاریا،جدا شد. آگار یخ زده، به هنگام ذوب، حالت ژلاتینی پیدا می كند. از این ژل به عنوان یك محیط كشت میكروبی استفاده می شود، زیرا اغلب باكتری ها نمی توانند آن را تجزیه كنند. از آگار همچنین در غذاهای كنسرو شده استفاده می شود، زیرا می تواند PH پایین و دماهای استرلیزاسیون بالا را تحمل كند. همچنین در برخی پمادها و لوازم آرایشی، از آن به عنوان نرم كننده و به عنوان یك عامل تعلیقی و امولسیون كننده استفاده می كنند. آگار مخلوط متغیری از چند پلیمر است.

دكتر عباس لطفی
استادیار گروه بیوشیمی دانشگاه تربیت مدرس

منبع : سایر منابع